Se confirma que existen más de 5.000 planetas más allá de nuestro sistema solar. Más de la mitad fueron descubiertos por el telescopio espacial Kepler de la NASA, un observatorio resistente que sobrevivió con creces a su misión original planificada. Durante nueve años y medio, la nave espacial siguió a la Tierra, escaneando los cielos en busca de caídas periódicas en la luz de las estrellas que pudieran indicar la presencia de un planeta cruzando frente a su estrella.

En sus últimos días, el telescopio siguió registrando el brillo de las estrellas mientras se quedaba sin combustible. El 30 de octubre de 2018, sus tanques de combustible se agotaron y la nave espacial se retiró oficialmente.

Ahora, los astrónomos del MIT y la Universidad de Wisconsin en Madison, con la ayuda de científicos ciudadanos, han descubierto cuáles pueden ser los últimos planetas que Kepler observó antes de oscurecerse.

El equipo revisó la última semana de datos de alta calidad del telescopio y detectó tres estrellas, en la misma parte del cielo, que parecieron oscurecerse brevemente. Los científicos determinaron que dos de las estrellas albergan cada una un planeta, mientras que la tercera alberga un "candidato" a planeta que aún no se ha verificado.

Los dos planetas validados son K2-416 b, un planeta que tiene aproximadamente 2,6 veces el tamaño de la Tierra y que orbita alrededor de su estrella cada 13 días, y K2-417 b, un planeta un poco más grande que tiene un poco más de tres veces el tamaño de la Tierra. y que gira alrededor de su estrella cada 6,5 ​​días. Por su tamaño y proximidad a sus estrellas, ambos planetas son considerados “mini-Neptunos calientes”. Se encuentran a unos 400 años luz de la Tierra.

El candidato a planeta es EPIC 246251988 b, el más grande de los tres mundos con casi cuatro veces el tamaño de la Tierra. Este candidato del tamaño de Neptuno orbita su estrella en unos 10 días y está un poco más lejos, a 1.200 años luz de la Tierra.

“Hemos encontrado lo que probablemente sean los últimos planetas jamás descubiertos por Kepler, en datos tomados mientras la nave espacial literalmente funcionaba con humo”, dice Andrew Vanderburg, profesor asistente de física en el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT. "Los planetas en sí no son particularmente inusuales, pero su descubrimiento atípico y su importancia histórica los hacen interesantes".

El equipo ha publicado su descubrimiento hoy en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Los coautores de Vanderburg son la autora principal Elyse Incha, de la Universidad de Wisconsin en Madison, y los astrónomos aficionados Tom Jacobs y Daryll LaCourse, junto con científicos de la NASA, el Centro de Astrofísica de Harvard y el Smithsonian, y la Universidad de Carolina del Norte en Colina de la Capilla.

compresión de datos

En 2009, la NASA lanzó el telescopio Kepler al espacio, donde siguió la órbita de la Tierra y monitoreó continuamente millones de estrellas en una parte del cielo del norte. Durante cuatro años, el telescopio registró el brillo de más de 150.000 estrellas, que los astrónomos utilizaron para descubrir miles de posibles planetas más allá de nuestro sistema solar.

Kepler siguió observando más allá de su misión original de tres años y medio, hasta mayo de 2013, cuando falló la segunda de las cuatro ruedas de reacción. Las ruedas sirvieron como giroscopios de la nave espacial, ayudando a mantener el telescopio apuntando a un punto particular en el cielo. Las observaciones de Kepler se pusieron en pausa mientras los científicos buscaban una solución.

Un año más tarde, Kepler reinició como "K2", una misión reelaborada que utilizó el viento del sol para equilibrar la nave espacial inestable de una manera que mantuvo el telescopio relativamente estable durante unos meses a la vez, un período llamado campaña. K2 continuó durante otros cuatro años, observando más de medio millón de estrellas más antes de que la nave espacial finalmente se quedara sin combustible durante su campaña número 19. Los datos de esta última campaña comprendieron solo una semana de observaciones de alta calidad y otros 10 días de mediciones más ruidosas mientras la nave espacial perdía combustible rápidamente.

"Teníamos curiosidad por ver si podíamos obtener algo útil de este breve conjunto de datos", dice Vanderburg. “Tratamos de ver qué última información podíamos extraer”.

a ojo

Vanderburg e Incha presentaron el desafío al Visual Survey Group, un equipo de astrónomos aficionados y profesionales que buscan exoplanetas en datos satelitales. Buscan a ojo a través de miles de curvas de luz registradas de cada estrella, en busca de caídas características en el brillo que señalen un "tránsito" o el posible cruce de un planeta frente a su estrella.

Los científicos ciudadanos son especialmente adecuados para analizar conjuntos de datos cortos, como la última campaña de K2.

“Pueden distinguir los tránsitos de otras cosas extravagantes como una falla en el instrumento”, dice Vanderburg. "Eso es útil, especialmente cuando la calidad de sus datos comienza a verse afectada, como sucedió con el último bit de datos de K2".

Los astrónomos pasaron unos días observando eficientemente las curvas de luz que registró Kepler de unas 33.000 estrellas. El equipo trabajó con solo una semana de datos de alta calidad del telescopio antes de que comenzara a perder combustible y enfoque. Incluso en esta breve ventana de datos, el equipo pudo detectar un solo tránsito en tres estrellas diferentes.

Luego, Incha y Vanderburg observaron las últimas observaciones de menor calidad del telescopio, tomadas en sus últimos 11 días de funcionamiento, para ver si podían detectar tránsitos adicionales en las mismas tres estrellas, evidencia de que un planeta giraba periódicamente alrededor de su estrella.

Durante este período de 11 días, mientras la nave espacial perdía combustible, sus propulsores se dispararon de manera más errática, lo que provocó que la vista del telescopio se desviara. En su análisis, el equipo se centró en la región de las curvas de luz de cada estrella entre la actividad de los propulsores, para ver si podían detectar tránsitos adicionales en estos momentos con menos ruido de datos.

Esta búsqueda reveló un segundo tránsito para K2-416 b y K2-417 b, validando que cada uno alberga un planeta. El equipo también detectó una caída similar en el brillo de K2-417 b en los datos tomados de la misma estrella por el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA, una misión dirigida y operada por el MIT. Los datos de TESS ayudaron a confirmar el candidato a planeta alrededor de esta estrella.

“Esos dos son prácticamente, sin duda, planetas”, dice Incha. "También hicimos un seguimiento con observaciones en tierra para descartar todo tipo de escenarios falsos positivos para ellos, incluida la interferencia de estrellas de fondo y los binarios estelares cercanos".

“Estos son los últimos planetas observados cronológicamente por Kepler, pero todos los datos del telescopio son increíblemente útiles”, dice Incha. “Queremos asegurarnos de que ninguno de esos datos se desperdicie, porque todavía quedan muchos descubrimientos por hacer”.

Esta investigación fue apoyada, en parte, por el MIT, la NASA y los Premios Académicos de Pregrado de la Universidad de Wisconsin.

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